Topologiczne izolatory krystaliczne stanowią nową klasę kwantowych materiałów topologicznych, w których z izolującymi właściwościami objętości kryształu stowarzyszone są metaliczne stany powierzchniowe elektronów opisywanych relacją dyspersji Diraca i wykazujących silne sprzężenie orbitalnych i spinowych stopni swobody. W odróżnieniu od kanonicznych izolatorów topologicznych, w których topologiczne stany powierzchniowe (lub krawędziowe) chronione są symetrią odwrócenia czasu, w topologicznych izolatorach krystalicznych ochronę gwarantuje symetria krystaliczna. Materiały te oferują zupełnie nowe możliwości kontrolowania stanów topologicznych, np. poprzez obniżanie symetrii potencjału krystalicznego.

Istnienie topologicznych izolatorów krystalicznych przewidziano teoretycznie na przełomie lat 2011/2012, natomiast kluczowe dowody doświadczalne uzyskano już w roku 2012. Metodami kątowo-rozdzielczej (ARPES) i spinowo-rozdzielczej (SRPES) fotoemisyjnej spektroskopii elektronowej a także skaningowej mikroskopii i spektroskopii tunelowej (STM) stany topologicznego izolatora krystalicznego odkryto na powierzchniach (001) i (111) masywnych monokryształów i cienkich warstw półprzewodników IV-VI: Pb_1‑xSn_xSe, SnTe i Pb_1‑xSn_xTe. W strukturze elektronowej tych materiałów obserwuje się efekt odwrócenia symetrii pasma przewodnictwa i pasma walencyjnego od układu topologicznie trywialnego (w PbTe i PbSe) do stanu izolatora topologicznego (dla x>x0). Efekt ten może być kontrolowany w obszarze topologicznego diagramu fazowego tych materiałów poprzez zmianę temperatury, ciśnienia hydrostatycznego lub koncentracji Sn w kryształach mieszanych.

W referacie omówię model fizyczny, który opisuje podstawowe właściwości topologicznych izolatorów krystalicznych oraz przedstawię wyniki prac doświadczalnych i teoretycznych zrealizowanych w IF PAN, które przyczyniły się do odkrycia stanów topologicznych na powierzchni monokryształów Pb_1‑xSn_xSe.

Serdecznie zapraszamy wszystkich zainteresowanych na wykład dr Maksymilian Chruszcz pod tytułem "Structural models of macromolecules - validation and interpretation".

Dla najprostszych nadprzewodników wysokotemperaturowych na bazie żelaza typu Fe(Se,Te) przedstawione zostaną zmiany struktury pasmowej, wyznaczanej z zasad pierwszych, pod wpływem ciśnienia hydrostatycznego oraz naprężeń osiowych i płaszczyznowych. Omówione będą także efekty domieszkowania FeSe atomami S, Te, Co, Ni i Cu na strukturę krystaliczna i elektronowa . Wyniki obliczeń przewidują, ze dla badanych chalkogenidków żelaza wysokość temperatury przejścia do stanu nadprzewodnictwa związana jest z jakością nestingu cylindrycznych płatów powierzchni Fermiego, ulegających pewnej modyfikacji wraz ze zmiana parametrów strukturalnych pod wpływem rożnych rodzajów przyłożonego ciśnienia bądź tez domieszkowania, w zgodności z danymi eksperymentalnymi.

Jednym z najbardziej obiecujących nanourządzeń spintroniki, zaproponowanym w roku 1990 przez Datta oraz Das [APL 56 665] jest spinowy tranzystor polowy. Realizacja tranzystora spinowego wymaga efektywnych metod wstrzykiwania, kontroli oraz detekcji spinu. Podczas prezentacji omówione zostaną kolejno metody polaryzacji spinowej prądu oparte na strukturach półprzewodnikowych: magnetycznych diodach rezonansowo-tunelowych oraz kwantowych kontaktach punktowych. Następnie przedstawione zostaną wyniki symulacji komputerowych działania tranzystora spinowego zrealizowanego w nanodrucie, w którym kontrolę spinu realizuje się poprzez oddziaływanie spin-orbita typu Rashby.

Prof. Jan Misiewicz, Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska, wygłosi referat: "Optyczna Spektroskopia Nanostruktur Półprzewodnikowych"